Download - 1. INTRODUCCIÓN BIOINSTRUMENTACIÓN
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B II- 9 2 0
IN G . J A V IE R G A R C ÍA R A M O S
C O O R D IN A D O R IN G E N IE R Í A C LÍN IC A
O F 19 - 4 13
BIOINSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA
Este documento está diseñado para el curso “BIOINSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA” del
programa de Bioingeniería de la Universidad de Antioquia, muchos temas pueden verse“incompletos” ya que son desarrollados y explicados en clase.
La mayoría de las normas referenciadas corresponden a las aplicables al territorio Colombiano
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DOCENTES
JAVI ER GARCÍ A H UGO REBO LLEDO
JUAN DI EGO LEM O SLEO NEL S I ERRA
P EDRO P ABLO RI AS CO SEDUARDO LEÓ N
2011 - 1
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PROGRAMA
Introducción a los sistemas de medida
Transductores bioeléctricos
Amplificadores y procesamiento de Señales
Instrumentación biomédica basada en computador
Señales bioeléctricas: ECG – EEG – EMG
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UNIDADES ASISTENCIALES
Urgencias
Hospitalización
Cirugía
Recuperación
Consulta externa
Unidades de cuidados intensivos – críticos – neonatal
Imagenología
Fisioterapia
Laboratorio clínico
Unidades especiales
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PRINCIPALES EQUIPOS
UCI s
Cama de paciente
Monitor de signos vitales
Bomba de infusión
Ventilador mecánico
Aspirador
Lámpara de fototerapia
Desfibrilador (monofásico – bifásico – onda pulsada)
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CIRUGÍA
Mesa de paciente
Lámpara cielítica
Maquina de anestesia
Electrobisturí
Capnógrafo (main stream – side stream)
Laparoscopio - artroscopio
Inyector medios de contraste
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IMAGENOLOGÍA
Los rayos X y sus aplicaciones
Rayos X
Tomografía Axial Computarizada (TAC)
Imágenes por Ultrasonidos (ecografía)
Medicina nuclear
Tomografía por emisión de fotones únicos (SPECT)
Tomografía por emisión de positrones (PET)
Imágenes por Resonancia Magnética Nuclear (MRI)
Formatos de imágenes médicas.
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LABORATORIO CLÍNICO
Centrífugas
Neveras con control de temperatura
Analizadores de Gases Arteriales y ácido láctico
Analizadores de Orina
Analizadores celulares por citometría de flujo (Hematología)
Analizadores de Hormonas
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FUTURO DE LA INSTRUMENTACIÓN BIOMÉDICA
La historia clínica electrónica
La telemedicina
Analizadores implantables
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BIBLIOGRAFÍA
- Notas de clase google: salon ingenieria
- Bronzino, J. D. The Biomedical Engineering Handbook. CRC Press/IEEE Press; 2000.
- Webster J. G., Medical Instrumentation, Application and Design. Ed. John Wiley; 1998.
- Wilches, M., Ruiz, L.F., Hernández A.M., Bioingeniería VI. Fundamentos de instrumentación para la química clínica y las radiaciones ioinizantes. Editorial
Universidad de Antioquia; 2007.
- Wilches, M., Bioingeniería IV: Fundamentos de Bioinstrumentación. Editorial
Universidad de Antioquia; 1994.
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EVALUACIONES
EVALUACIÓN FECHA VALOR
Parcial 1 2 de Marzo 20%
Actividades clase semestre 25%
Trabajo 07 de mayo 30%
Final Ultima semana de clase 25%
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GLOSARIOMSV
NIBP: “No invasive blood pressure” se refiere al proceso de toma de presión arterial deforma no invasiva, normalmente se mide en mmHg aunque puede utilizarse kPa.
SpO2: saturación parcial de Oxigeno, mide la conventración de oxigeno que es
transportado por la hemoglobina en sangre, se realiza de modo no invasivo.
ECG (EKG) : electrocardiograma …
PI: presiones invasivas, se miden directamente en el corazón normalmente después de unprocedimiento cardiaco.
CO2 ó EtCO2: End Tidal mide la capnografía al final de la respiración.
Main stream ó side stream: dos formas de medir EtCO2, por vía principal sobre el tubo
endotraqueal o vía lateral por extracción de muestra
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GLOSARIODESFIBRILADOR
CO: “Cardiac output” gasto cardiaco, se refiere al volumen de sangre que es impulsadopor los ventrículos.
Fibrilación: arritmia o falla cardiaca en la cual los ventrículos bombean de forma
irregular y descontrolada.
Desfibrilación: procedimiento por el cual se “saca” al corazón de un estado de fibrilación,por medio de descargas eléctricas.
Cardioversión: procedimiento por el cual se eliminan algunos tipos de arritmia por medio
de descargas eléctricas de baja potencia sincronizadas con QRS.
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VENTILADOR
Vt: volumen tidal o volumen corriente, es la cantidad de gases (aire/O2) que se programaal ventilador para entregar en cada ventilación.
PEEP: “Positive End Expiratory Pressure” presión positiva al final de la espiración,
consiste en mantener una determinada presión en la vía área al finalizar la espiración.
I:E relación de tiempo inspiratorio a tiempo espiratorio, los adultos en estado de repososin alteraciones pulmonares o respiratorios tienen una I:E = 1:2
FiO2 : fracción inspirada de oxigeno, corresponde al porcentaje de O2 que se quiere
entregar al paciente en la mezcla de gases, va de 21% a 100% de O2
Circuito: son los tubos y mangueras que se utilizan para conectar el paciente alventilador, es la vía aérea del paciente.
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SISTEMAS DE MEDIDA
Estructura General
Sistema MedidoTransductor de
Entrada (detector)Acondicionador
de SeñalTransductor de
Salida
Señal de ajuste
Fuente de Energía Fuente Auxiliar de Energía
Realimentación
In Out
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SISTEMAS DE GENERACIÓN
Estructura General
Señal o valor deseado
Control de señal Generación
Señal de ajuste
Fuente de Energía Fuente Auxiliar de Energía
Realimentación
InOut
Señal medida
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SISTEMAS DE COMPARACIÓN
Estructura General
Señal generada o base
Señal de ajuste
Registro
Fuente de Energía
Realimentación
In Out
Señal MedidaAcondicionamiento
de señal
Comparación
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SISTEMAS HÍBRIDOS
Sistema MedidoTransductor de Entrada
(detector)
Acondicionador de
SeñalTransductor de Salida
Señal de ajuste
Fuente de Energía Fuente Auxiliar de Energía
Realimentación
In Out
Señal o valor deseado Control de señal Generación
Señal de ajuste
Fuente de Energía Fuente Auxiliar de Energía
Realimentación
In Out
Señal medida
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TRANSDUCTORES BIOELÉCTRICOS
Un transductor es un dispositivo capaz de transformar o convertir un determinado tipode energía de entrada, en otra diferente de energía de salida El nombre del transductor
indica cual es la transformación que realiza, aunque no necesariamente la dirección de lamisma. Es un dispositivo usado en todas las aplicaciones de ingeniería, en Bioingenierías
se usan para obtener la información de entornos físicos y conseguir (a partir de esta
información) señales o impulsos eléctricos o viceversa.
Tipos Básicos:
Electromagnéticos y Fotoeléctricos:
Electroquímicos:
Electromecánicos
Electroacústicos:
Termoeléctricos:
Tomado del documento: bioinstrumentación electrónica Juan Diego Lemos
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Transductores Bioeléctricos -Electromagnéticos y Fotoeléctricos
Diodo láser, LEDs: Convertir energía eléctrica en las formas de la luz.
Fotodiodo, que Fotoresistor, fototransistor, tubo fotomultiplicador, convierte cambios los niveles de luz en un formato eléctrico.
Aplicación: pulsoximetro
Tomado del documento: bioinstrumentación electrónica Juan Diego Lemos
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TRANSDUCTORES ELECTROMAGNÉTICOS
Antenas: convierte las ondas electromagnéticas en la corriente eléctrica y viceversa
Receptores, transmisores y transceptores de radio: usados para la comunicación por vía inalámbrica de datos
Aplicación: Sistemas Blue Tooth en un Dispositivo Vestible
Tomado del documento: bioinstrumentación electrónica Juan Diego Lemos
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TRANSDUCTORES BIOELÉCTRICOSELECTROQUÍMICOS
Sondas pH, para la medición del potencial de hidrogeno en soluciones o medios
Equipo para la medición del PH gástrico y otros desordenes estomacales
Equipo para la medición del PH para laboratorio clínico.
Tomado del documento: bioinstrumentación electrónica Juan Diego Lemos
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TRANSDUCTORES BIOELÉCTRICOS –ELECTROQUÍMICOS
Detectores de gases O2, NOx, COx, etc. para detectar la presencia dedeterminados gases, también caen en esta categoría los detectores de gasesanestésicos.
Los ventiladores mecánicos modernos incorporan varios sensores para elanálisis de gases
Analizador de gases por la técnica de espectrofotometría
Tomado del documento: bioinstrumentación electrónica Juan Diego Lemos
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UNIDADES ASISTENCIALESURGENCIAS
Una urgencia médica es toda situación que afecte de forma grave la salud o ponga en peligro la vida de una persona y que requiera una actuación médica inmediata.
Atención de urgencia: es el conjunto de acciones realizadas por un equipo de salud debidamente capacitado y con los recursos materiales necesarios para satisfacer la
demanda de atención generada por las urgencias [1]
El área de urgencias cuenta con la dotación de equipos básicos para atención, entre los cuales están:
Camilla MSV Tensiómetro
Oxímetro Electrocardiógrafo Desfibrilador
Aspirador Bomba de Infusión Lámpara auxiliar
Negatoscopio RX portátil Nebulizador
Marcapasostransitorio
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HOSPITALIZACIÓN
En está área se encuentran los pacientes cuya condición no requiere monitoreo constante ni equipos de soporte vital (con algunas excepciones) pero requieren un tiempo de observación antes de ser dados de alta.
Cama de paciente MSV Monitor NIBP
Oxímetro Electrocardiógrafo Desfibrilador
Aspirador Bomba de Infusión Lámpara auxiliar
Ventilador * Negatoscopio RX portátil
Bascula Flujometro Regulador de vacio
* Equipos no obligatorios, su uso depende de la necesidad
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CIRUGÍA
Procedimientos quirúrgicos de cualquier nivel de complejidad, incluyendo sala de partos, cirugía cardiaca etc.
Mesa de cirugía MSV Monitor NIBP
Oxímetro Electrobisturí Desfibrilador
Aspirador Bomba de Infusión Lámpara Cielítica
Maquina anestesia Negatoscopio Angiografo
Capnografo Flujometro Regulador de vacio
Baño maria Analizador de gases Intercambiador de calor
Maq. circ. extracorp Maq. Tiempo de coagulación
Fluoroscopio
Inyector ½ contraste Artroscopio Laparoscopio
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UNIDADES ESPECIALES
Unidad de cuidados intensivos, críticos, coronarios, neonatales etc.
Cama de paciente MSV Monitor NIBP
Oxímetro Monitor fetal Desfibrilador
Aspirador Bomba de Infusión Lámpara auxiliar
Ventilador Negatoscopio Pesa pañal
Capnografo Flujometro Regulador de vacio
Monitor CO Incubadoras Servocuna
Humidificador Maq. Tiempo de coagulación
Lámparas de calor radiante
Lámpara de fototerapia
Balón de contrapulsación
Marcapasos transitorio
Bomba jeringa MSV multiparametro …
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REFERENCIAS
[1] Guías para manejo de urgencias tomo I, Grupo Atención de Emergencias y Desastres, Ministerio de protección social.